- 氮气的应用
- 共181题
以下装置探究氯气与氨气之间的反应，其A、F分别为氨气和氯气的发生装置，C为纯净干燥的氯气与氨气反应的装置．请回答下列问题：
（1）装置F中发生反应的离子方程式为______
（2）装置A中的烧瓶内固体可选用______（选填以下选项的代号）．
A．生石灰 B．二氧化硅 C．五氧化磷 D．烧碱
（3）B装置的作用______；E装置的作用______
（4）通入C装置的两导管左边长、右边短，原因是______
（5）装置C内出现浓厚的白烟并在容器内壁凝结，另一生成物是空气的主要成分之一，再无其它产物，请写出反应的化学方程式______
（6）从装置C的G逸出的尾气中可能含有有毒的黄绿色气体，如何处理？______．
正确答案
（1）二氧化锰可以和浓盐酸在加热条件下生成氯气，反应的实质为：MnO2+4H++2Cl-
（2）浓氨水可以和生石灰或烧碱或碱石灰等具有吸水性的物质在不加热条件下反应生成氨气，而氨气可以和酸性氧化物二氧化硅、五氧化磷反应而不能用它们来制取，故答案为：AD；
（3）B装置中，可以用碱石灰干燥氨气，E装置中，可以用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢杂质，故答案为：干燥氨气；除去氯气中的氯化氢；
（4）氦气的密度小，氯气的密度更大，C装置的两导管左边长、右边短，这样便于两种气体充分接触而反应，故答案为：因为氦气的密度小，氯气的密度更大，这样便于两种气体充分接触而反应；
（5）氨气和氯气反应生成白烟氯化铵和空气的主要成分之一氮气，即8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2，故答案为：8NH3+3Cl2═6NH4Cl+N2；
（6）氯气是酸性气体，可以用氢氧化钠来进行尾气处理，或者是通入装有碱石灰的干燥管或气球收集，故答案为：将尾气通入NaOH溶液中或通入装有碱石灰的干燥管或气球收集等．
已知甲、乙、丙均为常见气体，其中甲在空气中含量最多，乙在相同条件下密度最小，丙有刺激性气味，且一个丙分子由四个原子构成．
（1）实验室中可用下图A或B装置与相应的药品制得丙．
①A中试管内反应的化学方程式是______．
②B中分液漏斗内盛放的物质丁是______，圆底烧瓶内的物质是______．（均填名称）
（2）工业上将甲和乙在高温、高压、催化剂的条件下制取丙．下图是甲和乙反应过程中能量变化图：
该反应的热化学方程式是______．
（3）丙在氧气中燃烧的反应是置换反应，该反应的化学方程式是______．
（4）①将丙和CO2气体通入饱和食盐水中有碳酸氢钠晶体析出，反应的离子方程式是______．
②为了验证上述晶体既不是NH4HCO3、也不是NaCl而是NaHCO3，设计实验方案如下，完成下列部分实验报告：
（5）若用（1）中得A制取丙，并用园底烧瓶通过排气法收集丙（标准状况），然后进行喷泉实验．当水进入到烧瓶体积得3/5时，液面不再上升，此时立即关闭止水夹，烧瓶内溶液中溶质的物质的量浓度是______ mol/L（精确到0.001）．
正确答案
（1）①实验室用固体氯化铵和氢氧化钙加热制取氨气，反应方程式为：2NH4Cl+Ca（OH）2 
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2 
②实验室还可以用浓氨水和氧化钙或氢氧化钠、碱石灰制取氨气，所以液体是浓氨水，固体是氧化钙或氢氧化钠或碱石灰；故答案为：浓氨水；氧化钙（氢氧化钠或碱石灰）；
（2）△H=-（600-508）=-92kJ/mol，所以该反应的热化学反应方程式为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92kJ/mol，
故答案为：N2（g）+3H2（g）⇌2NH3（g）△H=-92kJ/mol；
（3）点燃条件下，氨气和氧气反应生成氮气和水，反应方程式为：4NH3+3O2 
（4）①氨气和水反应生成氨水，氨水和过量二氧化碳反应生成碳酸氢铵，碳酸氢钠的溶解度小于碳酸氢铵，且原来溶液是饱和溶液，所以会析出碳酸氢钠，离子方程式为：NH3+CO2+H2O+Na+=NaHCO3↓+NH4+，故答案为：NH3+CO2+H2O+Na+=NaHCO3↓+NH4+；
②将固体加热后，有固体剩余，说明该固体不是碳酸氢铵，向冷却后的试管中加入足量盐酸，有气体生成，说明该固体为碳酸盐而不是氯化钠，反应方程式为：CO32-+2H+=H2O+CO2↑，
故答案为：
（5）c=
常温下由三种短周期元素形成的气体单质X、Y、Z，并有下列转化关系（反应条件已略去）：
已知：X分子中含共价键最多；甲分子中含10个电子，乙分子含有18个电子．
（1）写出X的结构式是______；化合物丙中存在的作用力：______．
（2）实验室中经常利用如图所示装置制备并收集甲（夹持、固定装置已略去但缺少收集装置）．
请在如图方框内绘出用烧瓶收集甲的仪器装置简图（并将导管补充完整）．
②试管中发生的化学反应方程式是______．
③烧杯中溶液由无色变为红色，其原因______．（用电离方程式解释）
正确答案
根据图示信息可知，化合物丙是氯化铵，甲和乙是氯化氢和氨气中的一种，因为氨气是氮气和氢气化合而成的，氯化氢是氢气和氯气化合而成的，所以Y一定是氢气，X分子中含共价键最多，所以X是氮气，Z是氯气，甲是氨气，乙是氯化氢．
（1）氮气的结构式为：N≡N，氯化铵是离子晶体，其中的作用力是离子键，故答案为：N≡N；离子键；
（2）①氨气易溶于水，密度比空气小，用向下排空气法来收集，装置图为：
，故答案为：
；
②实验室中有氯化铵和氢氧化钙固体反应生成氨气的方法来制取氨气，发生的化学反应方程式是：2NH4Cl+Ca（OH）2
故答案为：2NH4Cl+Ca（OH）2
③氨气溶于水形成的氨水显碱性，能使酚酞显红色，因为NH3•H2O=NH4++OH-，故答案为：NH3•H2O=NH4++OH-．
某化学课外活动小组设计实验探究氮的化合物的性质，装置如图所示（A装置未画出），其中A为气体发生装置．A中所用试剂从下列固体物质中选取：a．NH4HCO3、b．NH4Cl、c．Ca（OH）2、d．NaOH
检查装置气密性后，先将C处铂丝网加热至红热，再将A处产生的气体通过B装置片刻后，撤去C处酒精灯．部分实验现象如下：铂丝继续保持红热，F处铜片逐渐溶解．
（1）实验室制取A中气体时若只用一种试剂，该试剂是______（填备选试剂的字母）；此时A中主要的玻璃仪器有______（填名称）．
（2）A中产生的物质被B中Na2O2充分吸收，写出任意一个B中发生反应的化学方程式：______．
（3）对于C中发生的可逆反应，下列说法正确的是______．
a．增大一种反应物的浓度可以提高另一种反应物的转化率
b．工业上进行该反应时，可采取高压的条件提高反应物转化率
c．该反应在一定条件下达到平衡时，反应物的平衡浓度之比一定是4：5
（4）请在下图坐标中画出C装置中反应发生过程中的能量变化示意图，并在虚线上分别标出反应物和生成物的化学式______．
（5）待实验结束后，将B中固体混合物溶于500mL1mol•L-1 盐酸中，产生无色混合气体甲，溶液呈中性，则实验前B中原有Na2O2的物质的量是______mol，甲在标准状况下是______L（忽略气体的溶解）．
正确答案
（1）根据题意：C处铂丝网加热至红热，再将A处产生的气体通过B装置片刻后，撤去C处酒精灯，铂丝继续保持红热，F处铜片逐渐溶解，说明有硝酸生成，所以A中获得的是氨气，加热NH4HCO3分解可以产生氨气，固体加热分解可以在大试管中进行，故答案为：a；试管、酒精灯；
（2）二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，水和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，故答案为：2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2 或2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2；
（3）氨气和氧气在催化剂条件下能反应生成一氧化氮和水，4NH3 十 5O2
a．增大一种反应物的浓度，使反应向正反应方向移动，所以可以提高另一种反应物的转化率，故正确；
b．工业上进行该反应时，采取高压的条件反应向逆反应方向移动，所以反应物转化率降低，故错误；
c．该反应在一定条件下达到平衡时，反应物的平衡浓度之比可能是4：5，这与反应物的初始浓度和转化率有关，故错误；
故选a．
（4）撤去C处酒精灯，铂丝继续保持红热，说明该反应是放热反应，根据能量守恒知，反应物的能量大于生成物的能量，
，故答案为：
；
（5）水和过氧化钠反应生成氢氧化钠和氧气，二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠和氧气，将B中固体混合物溶于500mL1mol•L-1 盐酸中，产生无色混合气体甲，溶液呈中性，所以溶液中的溶质是氯化钠，根据钠原子守恒计算过氧化钠的物质的量，HCl--NaCl--
1mol•L-1×0.5L 0.25mol
所以过氧化钠的物质的量为0.25mol．
NH4HCO3
2H2O+2Na2O2=4NaOH+O2↑
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2根据方程式知，碳酸氢铵分解生成的水和二氧化碳的物质的量相同，水和二氧化碳分别与过氧化钠反应需要的过氧化钠的物质的量相同，都是0.125mol；
碳酸氢铵生成的二氧化碳和过氧化钠反应生成碳酸钠，碳酸钠和盐酸反应生成的二氧化碳，所以碳酸钠与盐酸反应生成的二氧化碳和碳酸氢铵分解生成的二氧化碳相同．
设二氧化碳的体积为V．
2CO2+2Na2O2=2Na2CO3+O2 44.8L 2mol
V 0.125mol
V=2.8L
故答案为：0.25；2.8．
X、Y、Z三种短周期元素，它们的原子序数之和为16。X、Y、Z三种元素的常见单质在常温下都是无色气体，在适当条件下X、Y、Z两两之间发生反应生成A、B、C三种化合物，转化关系如下
一个B分子中含有的Z原子个数比C分子少1个，B、C 两种分子中的电子数均等于10。请回答下列问题：
（1）B的结构式是_________，C的电子式是______________。
（2）C在一定条件下反应生成A的化学方程式是____________________。
（3）实验室可用下图所示装置（缺少收集装置，夹持固定装置略去）制备并收集C。
①在图中方框内绘出用圆底烧瓶收集C的仪器装置简图。
②实验室制备C的化学方程式为_______________________。
③通常情况下，实验室检验C的方法是______________________。
④烧杯中溶液由无色变为红色，其原因是（用方程式表示）_________________。
（4）A与C在一定条件下反应，生成11.2L（标准状况下）Y单质时，需要C的质量是_____g。
正确答案
（1）H－O－H；
（2）4NH3+5O2
（3）①
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